Гидравлическая буровая машина Советский патент 1980 года по МПК E21B6/04 

1 : Изобретение относится к гидравли .ческим буровым.машинам и может быть использовано при бурении шпуров и скважин на открытых и подземных гор ных работах. . В настоящее время известно много конструкций гидравлических буровых машин, содержащих корпус, ударник, гидрораспределитель, аккумулятор и инструмент 1. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к настоящему изобретению является гидравлическая буровая машина, содержащая боек, размещенный в цилинд и делящий его полость на полости взвода и слива, золотниковый распре делитель, подпружиненный плунжер, выполненный с; проточкой и образз ющий с корпусом центральную кольцевую камеру и рабочую полость, газогидравлический аккумулятор, эращатёль с. гидродвигателем. и трубопроводы подачи и слива рабочей жидкости 2 . . Плунжер в этой конструкции является дросселем, чувствительным к давлению подачи рабочей ср)ёды и при падении этого давления ниже задан ного уровня частично перекрывает трубопровод и уменьшает реверсирую- . щую разность давления на золотник, вследствие чего золотник перемещается медленно иуменьшается частота ударов поршнями бойка. В реальр ых условиях бурения необходимо увеличивать или уменьшать не только частоту ударов, но и их энергию, а при заклинивании бурового инструмента переходить .на большую частоту с уменьшенной гнергией удара. Указанная конструкция не отвечает этимхтребованиям. Целью изобретения является повышение эффективности бурения Поставленная цель достигается тем, что-в цилиндре выполнен,ряд последо- вательных отверстий для сообщения полости цилиндра с центральной кольцевой камерой плунжера, при этом рабочая полость плунжера постоянно сообщена с напорным трубопроводом гидродвигателя вращателя. Кроме этого, на тлунжере выполнена дополнительная кЪльцевая проточка, которая постоянно сообщена с его центральной кольцевой камерой. Введенные конструктивные отличительные признаки позволяют автоматически изменять режим бурения и выходные параметры буровой майп-сиы с изменением условий на забое fffliypa или скважины через изменение да;0ле ния в гидродвигателе вращателя. Так, например, с увеличением кр© пости породы увеличивается мдмевт сопротивления вращению бура, а следовательно, и давление в напорном трубопроводе, гидродвигателя. При этом плунжер .автомата режигда работа перемещается, сжимая пружинуf и переключение золотникового распределителя происходит при большем ходе бойка с поршнями и ХВОСТО9ИКОМ,ЧТО соответствует увеличеняго энергии удара. На фиг. 1 и 2 показана, машина в различные периоды рабочего цикла. Машина содержит боек I с квосто виком 2 и поршня.ми J, которые обра зуют с рабочим цилиндром 4 гтолости ввода 5 .и слива .6, золотниковый рас пределитель 7, автомат режима рабЬ™ ты, включающий подпружиненнУй плунжер 8 с рабочими поясками, образующими с корпусом 9 автомата центрдльнук) кольцевую камеру 1.0 и рабо чую полость 11, газогндраэляческйй аккумулятор 12, рабочий инструмент 13, вращатель 14, гидродвигатель 15 Питание гидродвигателя 15 осуществляется по напорному 16 ИСлйвкО му. 17 трубопроводам, а бойка - по напорному 18 и сливному 19 трубопро водам. Полости взвода 5 и слива б через золотниковый распределитель 7 снабжены.переливными каналами 20,.а центральная кольцевая камера 10 плунжера 8 автомата режима работы с полостью рабочего цилиндра последовательным рядом отверстий 1, . На плунжере 8 со сторонырабочей .полости 11 выполнена дополнительная кольдевая проточка 22, сообщенная с центральной кольцевой камерой 10 плунжера 8, Рабочая камера 11 посто .но сообщена с напорным трубопроводом 16 гидродвигателя 15. В исходном положении детали маши ны занимаютположение, соответствую щее фиг.1. При этом золотников1лй распределитель 7, выполненный в. вид дифференциального золотника, находится в крайнем левом положении и разобщает полости взвода 5 и слива При включении гидропривода бойка рабочая жидкость по напорному трубо проводу 18 через золотниковый распр делитель 7, переливной канал 20 йос пает в полость 5 взвода. При этом .боек 1 перемещается вправое положе ние, вытесняя поршнем 3 сб е 6р6ны хвостовика 2 жидко.с.ть из полости 6 слива в сливной трубопро.вод 19. Хвостовик 2 входит в жидкостную лость газогидравличес1 р.го аккумулятора 12 и дополнительно сжимает газ в нем. Взвод осуществляете до моме та выхода крайнего левого открыто го плунжером отверстия 21 из-под. поршня 3,Поло 5 :ение деталей устройства на момент окончания вз.вода и начала рабочего хода представлено на фиг. 2 . . В этом положении рабочая жидкость из напорного трубопровода 18 через полость рабочего цилиндра между поршнями 3, крайнее левое открытое отверстие 21, центральную кольцев то камеру 10, крайнее правое отверстие 21 поступает в левую торцовую полость золотникового распределителя 7. Золотник перемешается в крайнее правое положение и сообщает полости взвода и слива между собой через переливные каналы 20. За счет усилия, развиваемого га,зогидравлическим аккумулятором 12, боек 1 ускоренно перемещается в левое положение и наносит удар по рабочему инструменту 13. В момент соударения левая торцовая полость золотникового распределителя 7 сообщается с полостью слива и под действием усилия с правой торцовой поло.сти золотяикового распределителя, прстоянно находящейся под давлением рабочей жидкости, золотник расПрэделителя занимаеткрайнее левое положение, соответствующее взводу. Далее цикл .повторяется. Для сглаживания пульсации давления в напорном и сливном трубопроводах должны быть установлены .сетевые аккумуляторы , . в процессе бурения изменяются усло.вия .на забое например прослоек более крепкой породы) повышается давление в напорном трубопроводе 16. гидродвигателя 15, а следовательно, и в рабо.чей полости 11, плунжер 8 перемещается вправо и перекрывает своим пояском крайнеелевое отверстие 21. В. этом положении боек 1 перемещается до открытия следующего отверстия 21, что соответствует увеличению энергии удара бойка. При максимальном увеличении давления в напорном трубопроводе 16 и рабочей камеры 11, соответствующем заклиниванию бурового инструмента, плунжер 8 автомата режима работы перемещается вправо до Отказа и дополнительная кольцевая проточка 22 плунжера 8 становится напротив крайнего лейого отверстия 21.. При этом жидкость под давлением поступает от напорного трубопровода 18 через это отверстие в дополнительную кольцевую прот.очку 11, центральную кольцев.ую полость 10 в крайнее правое отверстие 21 в левую торцовую полость золотникового распределителя. Это полсжение соответствует максимальной частоте ударов и минимальной энергии удара. Именно этот режим бурения является оптимальным с точки зрения ликвидации заклинивания бурового инструмента. После ликвидации заклинивания давление в рабочей камере